„Partnerka“ hmoty

Nejdražší materiál na světě, o kterém je řeč, je antihmota. Matematicky ji předpověděl v roce 1928 slavný matematik Paul Dirac. Experimentálně jeho předpověď potvrdil fyzik Carl Anderson v roce 1932, když během zkoumání mračné komory zachytil částici o hmotnosti elektronu, ale s opačným nábojem. Pojmenoval ji pozitron. Každá hmota se skládá z částic: protonů (+), elektronů (-) a neutronů (x). V antihmotě jsou zastoupeny jejich protějšky: antipronton (-), pozitron (+) a antineutron (x). A pokud se hmota a antihmota střetnou? Dojde k anihilaci, jejich zániku, obrovskému výbuchu. Při něm se uvolní velké množství energie v podobě ionizujícího záření.

Pro výpočet energie se užívá slavná Einsteinova teorie E= MC². Při srážce půl gramu hmoty a půl gramu antihmoty se uvolní 9x10¹³ joulů energie, což odpovídá přibližně 40 procentům energie jaderné bomby svržené na Hirošimu a Nagasaki.

Antihmota jako náš pomocník

Dnes se pozitrony antihmoty využívají v pozitronové emisní tomografii pro snímky lidského těla s vysokým rozlišením. Po vstříknutí do těla se setkají s hmotou a vzniklým gama zářením se vytvoří světelný obrazec, který může odhalit skrytý nádor či jiné nepravosti v těle. Antihmota je cenným materiálem pro budoucnost. V lékařství může být využita pro léčbu zhoubných nemocí, třeba rakoviny. A pak je tu energie vzniklá srážkou částic a antičástic. Mohla by se využívat třeba jako pohon pro vesmírná plavidla pro cesty do vesmíru. Využití by bylo daleko víc.

Zdroj: Youtube

Jak ale tu antihmotu získat?

Budoucímu možnému využití antihmoty musí předcházet výzkum a studie. K tomu je ale zapotřebí zabránit jejímu střetu s hmotou. Jednou z možností jsou tzv. Penningovy pasti. Ty jsou založeny na principu urychlovačů, ve kterých točí. Magnetické pole brání střetu se stěnami. Tyto pasti však nefungují na neutrální částice. Vědcům americké laboratoře Tevatron se podařilo v urychlovačích částic vyrobit patnáct nanogramů antihmoty, v CERNu jeden a v německé laboratoři byly vyrobeny nanogramy dva. Celkem by při jejich anihilaci vznikla energie, která by nestačila na uvaření vody na hrnek kafe.

Výzkumu a výrobě antihmoty se již několik let věnují vědci v CERNu (Evropská organizace pro jaderný výzkum). Syntetizují antivodík zpomalováním vysokoenergetických antiprotonů jejich „rozbíjením“ na pozitrony. Srážkou antiprotonů s atomy xenonu byl vyroben první atom antihmoty (antivodík) v roce 1995. Vydržel pouhých čtyřiceti miliardtin sekundy a poté při srážce s běžnou hmotou anihiloval. V „pasti“ – vakuu, kde díky silnému magnetickému poli nenarážel do stěn vydržel jednu desetinu sekundy. Kvůli výbušnosti je ale jejich výroba energeticky a časově náročná, je zapotřebí velké množství složitých přístrojů, a tak jsou náklady na výrobu i malého množství antihmoty až příliš vysoké.

V poslední době v CERNu probíhají dva výzkumy. Jedním z cílů je najít způsob, jak antiprotony z CERNu dopravit na jiná pracoviště, která by pomohla studovat jejich jadernou fyziku a relativní hustotu. Do té doby, než to vědci vyzkoumají, zůstane antihmota nejdražším materiálem na naší planetě.

Zdroje: www.symmetrymagazine.org, www.news18.com